Choroby jednogenowe – rodzaje, objawy, diagnostyka

Choroby genetyczne wynikają z uszkodzenia w materiale genetycznym. Wśród wielu takich schorzeń znajdują się choroby jednogenowe. Niektóre z nich są bardzo niebezpieczne dla zdrowia i życia, inne zaś charakteryzują się łagodnym przebiegiem. O tym, jakie są rodzaje i przyczyny chorób jednogenowych oraz w jaki sposób się one objawiają, przeczytasz w poniższym artykule. Dowiesz się również, jak można zdiagnozować choroby jednogenowe oraz w jaki sposób można je odziedziczyć.

Choroby jednogenowe – czym są?

Istotą chorób genetycznych są mutacje w materiale genetycznym. Mogą być one wywołane nieprawidłowościami chromosomalnymi, mutacjami wielu genów oraz – tak jak to się dzieje w przypadku choroby Huntingtona – uszkodzeniem tylko jednego genu. Grupa chorób jednogenowych liczy wiele schorzeń, które charakteryzują się odmiennymi objawami. Niektóre mają przebieg łagodny i nie wymagają leczenia, inne zaś drastycznie wpływają na długość życia osoby dotkniętej takim schorzeniem.

Jak w takim razie powstają choroby jednogenowe?

Materiał genetyczny komórki organizmu człowieka to 46 chromosomów – 22 pary autosomów oraz dwa allosomy warunkujące płeć. U kobiet są to dwa chromosomy X, u mężczyzn po jednych chromosomie X i Y. Jeden chromosom z pary pochodzi od matki, drugi od ojca. Każdy z chromosomów ma ten sam zestaw genów, czyli każda z komórek naszego ciała ma dwie wersje genu, inaczej – dwa jego allele: dominujący lub recesywny. Aby u danej osoby ujawniła się cecha recesywna, potrzebne są dwa allele, cecha dominująca zaś wymaga tylko jednego allelu. W taki sam sposób są dziedziczone choroby genetyczne.

Jakie są przyczyny chorób jednogenowych?

Choroby jednogenowe, znane również pod pojęciem chorób monogenowych, powstają na skutek uszkodzenia pojedynczego genu, czyli bardzo małego fragmentu DNA. Pojedyncza nić kwasu nukleinowego składa się z sekwencji nukleotydów, która znajduje się na ściśle określonym miejscu chromosomu. Każdy z genów odpowiada za budowę i funkcję białek. Zmiana nawet jednego nukleotydu może być mutacją genetyczną mającą wpływ na powstające białko. Czasami potrzebne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu białko może w ogóle nie powstać. W zależności od sposobu dziedziczenia choroby oraz genu, który uległ mutacji, objawy chorób jednogenowych bardzo się od siebie różnią.

Choroby autosomalne recesywne

Ujawniają się one wtedy, kiedy uszkodzone są obie kopie genu. Oznacza to, że każdy z rodziców chorego dziecka powinien mieć mutację w tym samym genie i przekazać ją dziecku. Rodzice są bezobjawowymi nosicielami mutacji, co oznacza, że mimo uszkodzenia w DNA jednego genu nie mają objawów chorobowych. Ryzyko przekazania schorzenia dziecku wynosi 25%, niezależnie od płci dziecka. Przykładem chorób dziedziczonych w sposób autosomalny recesywny są między innymi: mukowiscydoza, fenyloketonuria i galaktozemia.

Choroby autosomalne dominujące

Choroby o takim modelu dziedziczenia są efektem uszkodzenia tylko jednej kopii danego genu. Jeśli jeden z rodziców jest chory, to prawdopodobieństwo przekazania schorzenia dziecku wynosi 50%. Przykładem chorób dziedziczonych w sposób autosomalny dominujący są między innymi nerwiakowłókniakowatość i zespół Marfana.

Choroby dominujące sprzężone z płcią

Ujawniają się one wtedy, kiedy dojdzie do uszkodzenia jednego genu znajdującego się na chromosomie X. Takie choroby dotyczą głównie kobiet. Do chorób dominujących sprzężonych z chromosomem X należy zespół Retta, który jest wywołany mutacją w genie MECP2. Uzyskanie dodatniego wyniku badania na zespół Retta potwierdza to schorzenie.

Choroby recesywne sprzężone z płcią

Choroby o takim modelu dziedziczenia ujawniają się głównie u chłopców, ponieważ w ich materiale genetycznym obecny jest tylko jeden chromosom X. Kobiety najczęściej są bezobjawowymi nosicielkami uszkodzonego genu. Przykładem chorób recesywnych sprzężonych z chromosomem X jest hemofilia.

Jak można rozpoznać choroby jednogenowe?

Aby rozpoznać konkretną chorobę jednogenową, należy wykonać badanie genetyczne. Bardzo ważne jest jednak, aby przed konkretnym oznaczeniem skorzystać z konsultacji lekarza genetyka. Na podstawie wywiadu rodzinnego i występujących u pacjenta objawów powinien on wskazać, jakie konkretnie badanie należy zrobić.

Jeśli objawów chorobowych nie można skojarzyć z konkretną chorobą jednogenową, warto wykonać badanie polegające na analizie całego genomu pacjenta. Są to badania oparte na technologii sekwencjonowania następnej generacji (ang. Next Generation Sequencing, NGS). Pozwalają one na bardzo szczegółową analizę materiału genetycznego, co przyczynia się do wykrycia nawet bardzo rzadkich mutacji.

Sytuacja wygląda inaczej, jeśli objawy chorobowe kojarzą się lekarzowi z konkretnym schorzeniem jednogenowym. Dla przykładu objawy hemofilii są bardzo specyficzne. Osoby cierpiące z jej powodu mają bardzo niebezpieczne, ciężkie samoistne krwawienia. Lekarz, widząc takie symptomy, zazwyczaj nie ma wątpliwości, jaki rodzaj badania genetycznego zlecić.

Materiałem do takich analiz jest krew obwodowa pobrana z żyły łokciowej pacjenta, z której izoluje się materiał genetyczny. Do badań genetycznych pacjent nie musi się w żaden sposób przygotowywać.

Autor: Marta Szarawarska

Weryfikacja merytoryczna: lek. Agnieszka Żędzian

Bibliografia

1. L.B. Jorde i in., Genetyka medyczna, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2012, s. 76–77.
2. R. Śmigiel i in., Genetycznie uwarunkowane zaburzenia rozwoju u dzieci, PZWL, Warszawa 2021, s. 307–308.
3. T. Hardy, The role of prenatal diagnosis following preimplantation genetic testing for single-gene conditions: A historical overview of evolving technologies and clinical practice, „Prenatal Diagnosis” 2020, nr 40(6), s. 647–651.
4. R. Roos, Huntington’s disease: a clinical review, „Orphanet Journal of Rare Diseases” 2010, nr 20, s. 40.